Трение в жидкостях и газах

Силы трения, связанные с относительным движением различных тел, называют силами внешнего трения. При относительном движении частей одного и того же тела эти силы называют силами внутреннего трения, например трение в жидкостях и газах (см. 34). [c.152]

Трение в жидкостях и газах [c.164]

Данные расчета по этой формуле хорошо совпадают с экспериментальными. Вместе с тем они показывают, что механизмы внутреннего трения в жидкостях и газах различные. В жидкостях вязкость с повышением температуры падает, а в газах - растет пропорционально [c.83]

Вязкость — это внутреннее трение в жидкостях и газах, которое проявляется при перемещении одного слоя жидкости или газа относительно другого. Если провести аналогию с твердым телом, то можно сказать, что в твердом теле силы вязкости проявляются при сдвиге (срезающие усилия). При этом в твердых телах вязкость проявляется во много раз сильнее, чем в жидкостях и газах. [c.17]

Когда нужно подчеркнуть, что при движении жидкости или газа или движении твердых тел в жидкости и газе необходимо учитывать силы трения и сопротивления среды, жидкость или газ называют вязкой средой. [c.194]

В жидкостях и газах, изучаемых в гидродинамике, сухого трения нет, поэтому любая сколь угодно малая касательная сила вызывает смещение одного слоя относительно другого. Газы и особенно жидкости оказывают значительное сопротивление деформации всестороннего сжатия. [c.6]

Мы видели, что в жидкостях и газах при неодинаковой скорости течения соседних слоев и при наличии градиента скорости возникает внутреннее трение, для которого наиболее характерно непрерывное изменение скорости от слоя к слою, без резких скачков. В отличие от этого, при взаимном скольжении двух твердых тел мы имеем резкий скачок скорости между соприкасающимися телами. Трение в этом случае зависит только от состояния поверхности обоих трущихся тел, но не от того, что происходит в слоях, расположенных на некоторой глубине под их поверхностью. Такое трение поэтому естественно назвать внешним. [c.90]

Теория пограничного слоя, основы которой заложены Л. Прандтлем в 1904 г., оказалась весьма эффективной при решении задач по сопротивлению, возникающему от трения жидкости о поверхность обтекаемого тела. Она позволяет установить, какую форму должно иметь обтекаемое тело, чтобы не возникало отрыва потока, а при появлении отрыва — вычислить возникающее при этом сопротивление давления. Эта теория в большой мере определяет основу современной механики жидкости и газа. Ею широко пользуются для решения задач по теплообмену в различных случаях, в том числе и осложненному массообменом (поступление в пограничный слой газов и паров при реализации теплозащиты или испарении жидкости с обтекаемой поверхности). С помощью точных и приближенных методов теории пограничного слоя удается получить надежные данные по трению и тепломассообмену там, где невозможно применение в полном виде законов переноса различных свойств в жидкостях и газах из-за математических трудностей. [c.3]

Напряжения поверхностных сил могут быть упругими напряжениями или напряжениями внутреннего трения. Напряжения упругих сил в жидкостях и газах сводятся к силам давления, а внутреннего трения — к диссипативным силам. [c.50]

Силы вязкости, или силы внутреннего трения, возникают при относительном движении слоев жидкости (газа). Они приложены к слоям жидкости и действуют по касательной к ним. Два слоя, движущихся друг относительно друга, взаимодействуют вдоль поверхности раздела с равными по модулю и противоположными по направлению силами внутреннего трения. Физические причины появления таких сил различны для жидкостей и газов. В жидкостях эти силы обусловлены главным образом сцеплением между молекулами, принадлежащими разным слоям. В газах сцепление между молекулами мало, а их подвижность, наоборот, велика. Поэтому образование сил внутреннего трения в газах происходит в основном за счет обмена молекулами между движущимися слоями. Одиако опыт показывает, что в жидкостях и газах силы внутреннего трения подчиняются одному и тому же закону. Поясним его на примере течения, при котором плоские слои движутся параллельно друг другу с разными скоростями. [c.286]

При отсутствии касательных сил трения, два параллельно движущихся слоя идеальной жидкости могли бы иметь совершенно произвольные скорости, свободно скользить друг относительно друга. Этот факт находится в явном противоречии с принципом непрерывности поля скоростей, положенным ранее в основу кинематики и динамики жидкости и газа. Можно было бы ожидать при этом, что схема идеальной жидкости должна привести к результатам, далеким от реальности, бесполезным для практики. Однако это не так. Теория идеальной жидкости в большинстве случаев с достаточной для практики точностью описывает обтекание тел, оценивает распределение давлений по поверхности обтекаемых тел, дает суммарную силу давления потока на тело и мн. др. Причиной достаточного совпадения с опытом столь, па первый взгляд, отвлеченной, идеализированной схемы служит дополнительное допущение о сохранении и для идеальной жидкости принципа непрерывности распределения механических и термодинамических величин в движущейся среде. В этом фундаментальном принципе механики сплошной среды заложена главная качественная сторона физического механизма молекулярного обмена в жидкостях и газах, приводящего, с одной стороны, к непрерывности полей физических величин и, с другой, к наличию трения и теплопроводности. [c.124]

Внутреннее трение и теплопроводность в жидкостях и газах. Законы Ньютона и Фурье. Влияние температуры на коэффициенты вязкости и теплопроводности. Число а [c.467]

Напряжение внутреннего трения (вязкости) в жидкостях и газах за-йи [c.35]

Гидромеханические системы. Преобразования параметров в этих системах основаны на взаимодействии твердых тел с жидкостями или газами. Жидкости и газы определяются как упругие тела только в отношении изменения объема и не выдерживающие статических касательных усилий. При отсутствии внешних сил жидкость занимает определенный объем, в то время как объем газа увеличивается беспредельно. Изменениям формы, не связанным с изменением объема, соответствует элементарная деформация сдвига. При быстрых деформациях сдвига в жидкости и газе могут возникать заметные силы однако эти силы зависят не от величины деформации, а от скорости ее изменения. И если скорость деформации стремится к нулю, то и силы стремятся к нулю, поэтому их следует рассматривать не как упругие силы, а как силы трения. Такие силы внутреннего трения называют силами вязкости и рассматривают только при быстрых движениях, когда сдвиги в жидкости или газе происходят достаточно быстро. [c.105]

ВЯЗКОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ и ГАЗОВ, внутреннее трение — свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одних слоев относительно других под действием внешних усилий. Количественной характеристикой В. ж. и г. служит динамическая вязкость, или коэффициент вязкости, т. е. величина, равная отношению силы внутреннего трения, действующей на поверхность слоя жидкости (газа) нри градиенте скорости, равном еди-нине, к площади этого слоя. [c.28]

Изготовление, хранение и эксплуатация пар трения совершаются в средах, содержащих смазочный материал, воду, воздух, каждая из которых представляет собой, отнюдь, не однородную систему и содержит нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды. В жидкостях и газах могут находиться молекулы поверхностно-активных веществ (ПАВ). К ним относятся, например, органические вещества, имеющие полярные фуппы ОН, СООН и NH2, хорошо растворимые в воде, и неполярные группы - состоящие из углеродных цепей типа СНз, не смачивающиеся водой (рис. 3.16). Примером жидкости, содержащей гидрозоли и ПАВ, является современный смазочный материал [1, 3, 12, 14 - 16]. [c.73]

В отличие от внешнего трения в различных телах возникает внутреннее трение. В твердых телах оно вызывается несовершенной упругостью, а в жидкостях и газах — их вязкостью. Внутреннее трение может сопровождаться нагревом тел. [c.92]

При выводе уравнений движения мы совершенно не учитывали процессов диссипации энергии, которые могут иметь место в текущей жидкости вследствие внутреннего трения (вязкости) в жидкости и теплообмена между различными ее участками. Поэтому все излагаемое здесь и в следующих параграфах этой главы относится только к таким движениям жидкостей и газов, при которых несущественны процессы теплопроводности и вязкости о таком движении говорят как о движении идеальной жидкости. [c.17]

Силы жидкого трения (как силы трения, так и сопротивление среды) возникают при движении твердого тела в жидкости или газе, причем эти силы зависят от относительной скорости тела и среды и растут со скоростью сначала медленно, а затем быстро. Зависимость силы жидкого трения f от относительной скорости и выглядит примерно так, как показано на рис. 95. При малых относительных скоростях v зависимость силы трения от скорости можно выразить линейным законом [c.196]

В механике жидкости и газа, как правило, изучается распределение текущей скорости, измеряемой при помощи какого-либо прибора. Выясним, какой эквивалентный параметр наиболее полно характеризует скорость. При движении вязкой среды между ее слоями или между средой, и твердой поверхностью, или между двумя потоками различной среды возникают силы трения или производные от них касательные напряжения. Эти касательные напряжения согласно закону Ньютона-Петрова пропорциональны градиенту скорости потока вязкой среды [c.18]

В настоящее время разработаны и успешно применяются численные методы-решения многих теплофизических задач расчет температурного состояния-твердых тел, температурных полей в потоках жидкости и газа, в жидких и газовых прослойках, заключенных в неподвижные или вращающиеся полости исследование закономерностей движения теплоносителя с целью выявления механизма процессов теплообмена исследование структуры пограничного слоя, теплообмена и трения на твердой поверхности и т. п. Одним из наиболее успешно развивающихся направлений использования математического эксперимента в теплофизических исследованиях является изучение закономерностей тепломассообмена и трения в потоках жидкости и газа с использованием теории пограничного слоя. Поэтому в качестве примера рассмотрим более подробно основные этапы математического эксперимента по исследованию сопротивления трения и теплоотдачи турбулентного потока к твердой поверхности. Ограничим задачу случаем стационарного течения несжимаемой жидкости с постоянными теплофизическими свойствами около гладкой плоской поверхности (в общем случае проницаемой). [c.66]

Для течения в горизонтальных и слабонаклонных трубах приближенная методика расчета условий взаимных переходов между различными структурами, предложенная в [71], рассматривает в качестве базового расслоенный режим течения. Для этой структуры одномерные уравнения сохранения импульса записываются отдельно для потоков жидкости и газа. При известном (или постулируемом) законе трения на межфазной границе такой подход позволяет рассчитать доли сечения, приходящиеся на каждую из фаз в рассмотренном режиме течения, и градиент давления в трубе. (В 7.7 подобный подход будет рассмотрен нами достаточно детально.) Если бы жидкость и газ двигались в трубе со своим массовым расходом в отсутствие другой фазы, то соответствующие градиенты давления за счет трения выражались бы известным законом Дарси—Вейсбаха [26] [c.306]

С. С. Кутателадзе [3] была получена теоретическая зависимость, позволяющая производить расчет потерь напора на трение при кольцевом режиме течения двухфазного потока в трубах с зернистой шероховатостью. Проведенные по этой формуле расчеты показали, что величина шероховатости стенок весьма слабо влияет на величину отношения Лр ф/Ард, т. е. воздействие шероховатости на гидравлическое сопротивление проявляется одинаковым образом как на однофазном, так и на двухфазном потоках. Однако этот вывод требует экспериментального обоснования, так как в ходе теоретического решения были сделаны существенные допущения, в частности не учитывался процесс волнообразования на границе раздела между жидкостью и газом. [c.120]

В настоящее время это определение нивелирного напора наиболее часто употребимо в расчетной практике и приводится во всех нормативных материалах по расчету гидравлики двухфазных систем [1, 2, 8]. При этом нет никакой уверенности в том, что при вычитании указанного нивелирного напора из полного перепада давления при подъемном движении двухфазного потока в вертикальном канале (g > 0) получится точное значение перепада давления вследствие трения при движении этого потока с тем же массовым расходом жидкости и газа (пара) в горизонтальном канале (g =0). А именно такое предположение делалось в целом ряде работ, в частности при обработке опытных данных по гидравлическому сопротивлению трения и составлении нормативного метода для расчета истинного объемного паросодержания ф при движении двухфазного пароводяного потока в горизонтальных и вертикальных трубах [5]. Цель настоящей статьи состояла в выяснении этого обстоятельства, нахождении условий сопоставимости данных по потерям напора в горизонтальных и вертикаль-ных каналах и определении той части из полного перепада давления в вертикальном канале (g > 0), которую необходимо вычитать из этого перепада, чтобы получить точное значение потерь напора на трение в отсутствие объемных сил тяжести (g=0), т. е. фактически при течении двухфазного потока с тем же массовым расходом фаз в горизонтальной трубе. [c.165]

Механизмы внутреннего трения в жидкостях и газах принципиально различны. Вязкость жидкостей при повышении температуры уменьшается, причем для углеводородных жидкостей значительно (у газов наоборот). При больших напряжениях, характерных лреимущественно для высоковязких жидкостей со сложным строением и дисперсных систем, линейное приближение [см. уравнение (1.6)] нарушается и вязкость уменьшается с увеличением напряжения или деформации сдвига. При очень малом времени воздействия на жидкость она ведет [c.27]

Н. Коперника (16 в.) и открытие нем. астрономом И. Кеплером законов движения планет (нач. 17 в.). Основоположником динамики явл. итал. учёный Г. Галилей, к-рый дал первое верное решение задачи о движении тела под действием силы (закон равноускоренного падения) его исследования привели к открытию закона инерции и принципа относительности классич. М. им же положено начало теории колебаний (открытие изохронности малых колебаний маятника) и науке о сопротивлении материалов (исследование прочности балок). Важные для дальнейшего развития М. исследования движения точки по окружности, колебаний физ. маятника и законов упругого удара тел принадлежат голл. учёному X. Гюйгенсу. Создание основ классич. М. завершается трудами И. Ньютона, сформулировавшего осн. законы М. (1687) и открывшего закон всемирного тяготения. В 17 в. были установлены и два исходных положения М. сплошной среды закон вязкого трения в жидкостях и газах (Ньютон) и закон, выражающий зависимость между напряжениями и деформациями в упругом теле (англ. учёный Р. Гук). [c.415]

Вязкость описывает внутреннее трение, т. е. свойство оказывать сопротивление относительному перемещению в жидкостях и газах. По определени[о, в жидкостях и газах отсутствуют статические касательные напряжения. Однако в движущихся жидкостях и газах имеются динамические касательные напряжения. Их можно охарактеризовать динамической вязкостью, называемой также первой вязкостью или просто вязкостью. Согласно И. Ньютону (1643—1727), динамические касательные напряжения можно описать следующим образом. [c.13]

Современные взгляды советских уче1Ш1Х на процесс трения отрицают существование таких неровностей при наличии хорошей обработки поверхностей, между которыми остается некоторый слой смазки, вследствие чего изнашивание не имеет места. Внутреннее трение в твёрды х телах вызывается несовершенной упругостью их, в жидкостях и газах — их вязкостью, т. е. несовершенной подвижностью внутреннее трение не сопровождается изнашиванием. [c.23]

Несмотря на различный молекулярный механизм возникновения на-пряжений в жидкостях и в газах, в обеих этих средах касательные напря-жения связывают с изменчивостью поля скорости одной и той же зависимостью (1.3.6), которая называется законом Ньютона для вязких напряже-ний. В отличие от закона для сухого трения сдвиговое касательное напря-жение в жидкостях и газах не зависит от нормального напряжения. [c.10]

И аккумуляторах, применяемых в гидроприводах, жидкость и газ обычно разделены поршнем или иными средствами для устранения возможности растворения газа в жидкости, В соответствии с типом применяемого разделителя сред различают поршневые (рис. 3.118, а) и диафрагмениые (рис. 3.118, б) аккумуляторы. Недостатком первых является трение поршня в цилиндре, па преодоление которого расходуется энергия аккумулятора, а также возможность нарушения герметичиостя в соедниении поршня и цилиндра. Кроме того, при наличии трения возможны скачкообразные движения поршня и как следствие — колебания давления. Эти недостатки [c.411]

Однако происхон4дение тех и других сил связано с одним и тем же свойством жидкостей и газов — именно с их вязкостью. Роль вязкости и механизм возникновения сил трения и сопротивления среды будут выяснены в гл. XVI. [c.194]

Элемент работает следующим образом. После завихрителя закрученный поток газа попадает в патрубок центробежного элемента. За счет образования в центре патрубка зоны разрежения туда подсасывается жидкость, и она попадает на наружную поверхность вытеснителя, с кромок которого за счет действия центробежных сил капли определенного диаметра срываются и отбрасываются на внутреннюю стенку патрубка, на которой образуется вращающаяся пленка жидкости, движущаяся за счет трения газа о ее поверхность в направлении канала между пленкосъемником и наружной стенкой патрубка. Частицы меньшего диаметра за счет сил, образованных разностью давлений на оси и кромках вытеснителя, заполняют чашу последнего. Там частицы укрупняются, образуя жидкость. При переполнении вытеснителя крупные частицы отбрасываются к стенке, т.е. происходит рециркуляция жидкости во внутренней полости вытеснителя. Массообмен между газом и жидкостью осуществляется на поверхности капли жидкости и на поверхности жидкостной пленки. Для увеличения поверхности контакта используют принцип рециркуляции жидкости, в результате которого часть отсепарированной жидкости обратно засасывается в элемент, что приводит к увеличению количества капель, а, следовательно, поверхности контакта и кпд тарелки. При этом возрастает общий расход жидкости, поступающей на контактную тарелку (и в элемент), и отбираемой с нее. Рециркуляцию жидкости используют обычно в процессах с малым массовым соотношением жидкости и газа ( 0,01), коэффициент рециркуляции при этом дает положительный эффект при его значениях не более 5-6. Дальнейшее его увеличение уже мало влияет на повышение кпд тарелки из-за возрастания капельного уноса, вызванного значительным ростом расхода жидкости. [c.275]

Способ аналогий. Единство природы обнаруживается в поразительной аналогичности дифференциальных уравнений, относящихся к разным областям явлений ,— писал В. И. Ленин, приводя высказывания известного физика Людвига Больцмана (1844— 1906),-— Теми же самыми уравнениями можно рещать вопросы гидродинамики и выражать теорию потенциалов. Теория вихрей в жидкостях и теория трения газов (Оазге -buпg) обнаруживают поразительную аналогию с теорией электромагнетизма и т. д. . [c.14]

По современным представлениям механики жидкости и газа в законе Ньютона-Петрова под градиентом скорости понимается градиент скорости потока вязкой среды. При этом на поверхности твердой стенки скорость вязкой среды принимается равной нулю, на границе возмущенного (пограничного) слоя для внещнего обтекания и на оси для движения в симметричных трубах - максимальной. Такое представление градиента скорости, при правильном использовании граничных условий, приводит к распределению скоростей и сопротивления трения, соответствующим многочисленным результатам экспериментов, особенно для ламинарного движения. При этом в качестве масштаба скорости используется или максимальная, или средняя (среднерасходная) скорость. Однако распределения скоростей, отнесенные к эти.м масштабам скоростей, не обладают свойством универсальности при изменении числа Рейнольдса или условий на омываемой поверхности. [c.18]

Пусть газ вдувается в неограниченном объеме жидкости через горизонтальную неограниченную пористую по зерхность жидкость над поверхностью невязкая ( .i- 0), последнее допущение позволяет не учитывать силы трения в ней. При некотором динамическом напоре вдуваемого газа p w - будет происходить непрерывно повторяющееся образование газовых пузырей и их последующее всплывание на всей поверхности пластииы. Увеличивая динамический нанор, можно получить такое его значение р"и>кр, при котором пузыри сольются в сплошной слой газа, который оттеснит жидкость от поверхности работа, затрачиваемая на оттеснение жидкости, может быть определена из выражения яб(р —р"), где б —средняя толщина газового слоя, равна б Fo/[g (p — р")] м р и р" — плотности жидкости и газа. [c.271]

Смазка подшипников качения. Природа трения в щариковых и роликовых подшипниках и подпятниках такова, что смазка в них не может уменьшить этого трения, так как работа трения фактически расходуется здесь на деформацию соприкасающихся тел, а работа эта не изменится, если между телами поместить слой смазочной жидкости. Напротив, в этом случае к трению твердых тел прибавится еще и трение жидкости. Правда, при вращении шариков и роликов происходит соприкосновение их между собой и с направляющими обоймами и в этих местах неизбежно возникает трение скольжения, здесь смазка будет безусловно полезна,но вообще говоря,в подшипниках с трением качения смазка имеет совершенно другое значение чем в подшипниках со скользящим трением. В роликовых и шариковых подшипниках смазка предназначается главным образом для заполнения и как бы выравниваниямикронеровностейнаповерхностях соприкосновения, которые всегда будут, как бы тщательно эти поверхности ни были отделаны и отполированы. Смазка также предохраняет полированные поверхности шариков, роликов и колец от ржавчины и разъедания. Наконец, смазка, замыкая подшипник и вал как бы в одно целое и создавая около подшипника замкнутое пространство, препятствует проникновению в подшипник пыли, влаги, вредных газов и других загрязнений и тем самым сохраняет его от разрушения в условиях эксплуатации. [c.392]

Вязкость — внутреннее трение жидкости (и газов), измеряемое сопротивлением относительному перемещению ее отдельных частей. Вязкость жидкостей определяется в градусах (условная пли относительная), паузах (дипамн-ческая), стоксах (кинематическая вязкость). Значения вязкости уточняют с по-М0П1Ы0 температурного коэффициента вязкости при низкой температуре (ГОСТ 1929—51), стабильности вязкости и др. Вязкость смазок — см. эффективная вязкость. [c.439]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...